Strategic emerging industries are almost all related to non-metallic minerals and their products. In particular, graphite, fluorspar, pyrophyllite, quartz, these products play an irreplaceable and vital supporting role in new materials. Jet mill pulverization has emerged as a critical enabling technology, providing the necessary precision and purity in particle size reduction to unlock the full potential of quartz, graphite, fluorite, and pyrophyllite in their respective high-tech applications.
Кварц высокой чистоты
High-purity quartz has excellent physicochemical properties. It primarily serves the quartz glass and integrated circuit industries. Its high-end products find wide application in next-generation information technology, high-end equipment manufacturing, and new materials. Since World War II, manufacturers have used quartz to produce electronic components for communication phones and military radios. Globally recognized high-purity quartz raw materials are essential foundations for today’s high-tech products. They are necessary for a country’s sustainable development of high technology. In Germany, ultra-high-purity quartz materials have been classified as strategic resources, thus limiting their export.
Спрос на высокочистые кварцевые материалы окажет существенное влияние на основные отрасли электронной промышленности, интеллектуальное производственное оборудование, современные неорганические неметаллические материалы, высокопроизводительные волокна и изделия, композитные материалы, новейшие материалы, а также такие отрасли, как ветро- и солнечная энергетика, а также энергоэффективные отрасли.
(1) Применение высокочистого кварца в стратегически развивающихся отраслях промышленности
Информационные технологии нового поколения: Высокопроизводительные изделия из кварцевого стекла в основном используются для производства стержней заготовок одномодового и многомодового оптического волокна, а также кварцевых трубок для интегральных схем, полупроводниковых кристаллов и стекла для информационных дисплеев.
Производство высокотехнологичного оборудования: используется в микроскопических оптических приборах, оптических линзах и кварцевых лампах.
Новые материалы: кварцевые волокна могут использоваться для изготовления сопел ракет, устройств тепловой защиты аэрокосмической техники и т. д. Микропорошок кремния электронного качества в основном используется для инкапсуляции и упаковочных материалов в интегральных схемах и электронных компонентах.
Новая энергия: кристаллические кремниевые материалы используются для производства солнечных элементов.
(2) Текущее состояние и будущие тенденции развития отрасли производства высокочистого кварца
Китай является крупным производителем и потребителем высокочистого кварца. Страна обеспечивает себя продукцией среднего и низкого ценового сегмента, экспортируя часть продукции, при этом по-прежнему полагаясь на импорт для высококачественной продукции. В будущем высокочистый кварцевый песок найдет широкое применение в стратегически развивающихся отраслях, таких как производство оптоволоконных кабелей, полупроводников для электронных коммуникаций, производство упаковки для светодиодного освещения и новые солнечные энергетические системы. Прогнозируется, что спрос будет расти примерно на 10,01–14,01% в год в период с 2019 по 2030 год.
Стремление к повышению чистоты — ключевой аспект в кварцевой промышленности. Для удовлетворения строгих требований высокотехнологичных приложений необходимы передовые технологии обработки, такие как измельчение в струйной мельнице. Этот метод позволяет получать сверхтонкие кварцевые порошки без загрязнения окружающей среды со стабильным распределением размеров частиц, что критически важно для производства высококачественного кварцевого стекла, используемого в полупроводниках и волоконной оптике. Внедрение таких точных методов измельчения — ключ к повышению качества продукции и конкурентоспособности на мировом рынке высокочистого кварца.
2. Графит
Графит всегда был незаменимым стратегическим ресурсом для развития военной и современной промышленности. Он используется в новой энергетической отрасли, прежде всего, для производства анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, новых силовых аккумуляторов и суперконденсаторов. В секторе новой энергетики он используется для солнечных элементов и аккумуляторов для накопления энергии ветра. В производстве высокотехнологичного оборудования он используется для герметизации материалов и замедлителей нейтронов, а в секторе информационных технологий нового поколения он применяется в системах хранения энергии большой емкости и ключевых электронных материалах. Разработка графена выводит применение графита на новый уровень. В будущем графит и его продукты найдут широкое применение в космических спутниках, смартфонах, планшетах, гибридных автомобилях, электромобилях и солнечных элементах, что подтверждает их роль в качестве стратегически перспективных материалов.
(1) Применение графита в стратегически развивающихся отраслях промышленности
Производство высокотехнологичного оборудования: используется в качестве замедлителя нейтронов и защитного материала в реакторах атомных бомб. Гибкий графит используется для герметизации клапанов атомных электростанций; он также используется для изготовления сопел твердотопливных ракет, носовых обтекателей ракет, деталей космического оборудования, теплоизоляционных материалов и материалов радиационной защиты. Радиосвязь и проводящие конструкционные материалы для искусственных спутников Земли.
Новая энергетика: Высокотемпературные газоохлаждаемые топливные матрицы для ядерной энергетики используют натуральный чешуйчатый графит марки 64%. Его превосходная проводимость позволяет использовать его в солнечных батареях и аккумуляторах для ветроэнергетики, способствуя развитию чистой энергетики и экономии энергии.
Транспортные средства на новых источниках энергии: Анодные материалы из натурального графита являются ключевым сырьем для литий-ионных аккумуляторов. Природный графит используется для производства литий-ионных аккумуляторов, новых силовых аккумуляторов и суперконденсаторов для гибридных транспортных средств, электромобилей и солнечных автомобилей.
В сфере ИТ нового поколения графитово-литиевые аккумуляторы используются в базовых станциях связи, ноутбуках и зарядных устройствах для телефонов. Графеновые суперконденсаторы обеспечивают необходимое накопление энергии для телекоммуникационных сетей и сетей передачи данных, а также позволяют создавать складные дисплеи. В перспективе графен может произвести революцию в области компьютерных чипов, потенциально увеличивая скорость процессоров в сотни раз. Он проложит путь для следующего поколения суперкомпьютеров.
Новые материалы: Функциональные наполнители в новых покрытиях и чернилах применяются в основном в морской и химической промышленности, включая графеновые сверхпрочные антикоррозионные покрытия. Графеновые неорганические покрытия на водной основе; графеновые неорганические порошковые покрытия нового поколения; графеновые теплопроводящие покрытия для антипригарной посуды и светодиодных светильников.
Энергосбережение и охрана окружающей среды: очистка сточных вод, очистка радиоактивных отходов и т. д.
Биология: медицинские дезинфицирующие средства, химиотерапевтические препараты, секвенирование ДНК, искусственные мышцы и упаковка пищевых продуктов.
(2) Текущее состояние и будущие тенденции развития графитовой промышленности
Графит является стратегическим минералом для Китая. Он может повлиять на мировое предложение и изменить его. Однако наблюдается избыток мощностей по производству первичной продукции и недостаточное предложение высококачественной продукции. В будущем спрос на графит в традиционных месторождениях останется стабильным, в то время как в развивающихся отраслях будет наблюдаться быстрый рост спроса на него, в первую очередь за счёт кристаллического графита.
Ожидается, что к 2030 году спрос на графит достигнет 1,348 млн тонн, при этом на новый энергетический сектор придется 50,41 млн тонн. Поэтому крайне важно улучшить управление горнодобывающими ресурсами, одновременно совершенствуя технологию глубокой переработки графита, чтобы постепенно разрабатывать графитовую продукцию для высокотехнологичных применений, удовлетворяя потребности стратегически развивающихся отраслей и усиливая международное влияние.
Измельчение в струйной мельнице Особенно эффективна при переработке чешуйчатого графита. Она позволяет расслаивать и измельчать чешуйки, не повреждая их кристаллическую структуру, сохраняя при этом их важнейшие электрические и термические свойства. Это делает её идеальной технологией для производства высококачественных анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов и токопроводящих добавок, необходимых для сектора новых энергетических транспортных средств.
Разработка графена вывела его применение на новый уровень. Производство высококачественного графена часто начинается с расслоения графита в мелкий порошок. В этом случае измельчение в струйной мельнице играет ключевую роль как физический метод предварительной обработки природного графита, создавая идеальное сырье для последующих эффективных процессов получения графена. Контролируемое измельчение является критически важным этапом для обеспечения качества и производительности конечного графенового материала, используемого в суперконденсаторах и складных дисплеях.
3. Плавиковый шпат
Плавиковый шпат, также известный как флюорит, содержит фторид кальция (CaF2) в качестве основного компонента. Это дефицитный ресурс мирового класса, аналогичный редкоземельным элементам. Плавиковый шпат – это фтористое сырье, а фторсодержащие материалы относятся к числу новых химических материалов. Фторсодержащие продукты обладают высокими эксплуатационными характеристиками и высокой добавленной стоимостью, заслужив репутацию «золотой» отрасли и стремясь стать редким ресурсом. Его продукция и материалы широко используются в промышленности и повседневной жизни, а также в стратегически развивающихся отраслях, таких как новая энергетика, биология, энергосбережение и охрана окружающей среды.
(1) Применение плавикового шпата в стратегически развивающихся отраслях промышленности
В секторе новой энергетики фторсодержащие задние и передние пленки улучшают солнечные панели, в то время как специализированные фторуглеродные покрытия защищают лопасти ветряных турбин. Гексафторфосфат лития служит ключевым электролитом в литиевых батареях, а перфторированные ионообменные мембраны являются важнейшими компонентами топливных элементов. Для новых энергетических транспортных средств материалы на основе фтора улучшают мощность литиевых батарей и обеспечивают надежную герметизацию. Новое поколение ИТ-индустрии использует фторированные жидкие кристаллы и электронные химикаты в плоских дисплеях, полупроводниках и кабелях связи. В биологии новые фторсодержащие промежуточные соединения и эффективные фторирующие реагенты позволяют производить передовые фармацевтические препараты. Защита окружающей среды опирается на половолоконные мембраны из ПВДФ для очистки сточных вод и фильтрующие мембраны из ПТФЭ для удаления загрязняющих веществ. Фторуглеродные покрытия и вакуумные смазки на основе перфторэфиров также играют важную роль в строительстве и производстве энергоэффективного низкоэмиссионного стекла. Кроме того, фторсиликоновые клеи обеспечивают долговечную герметизацию автомобильных двигателей, а другие высокоэффективные фторматериалы часто используются в производственных процессах в автомобильной, аэрокосмической и фотоэлектрической промышленности.
(2) Текущее состояние и будущие тенденции развития плавиковой шпатовой промышленности
Плавиковый шпат является стратегическим минералом в Китае. В 2019 году Китай добился четырёх мировых первенств по плавиковому шпату: стал крупнейшим производителем, крупнейшим потребителем и крупнейшим производителем как основных фторсодержащих веществ, так и плавиковой кислоты. Сохраняя рыночные преимущества, Китай в основном остаётся поставщиком основных фторсодержащих веществ. По мере дальнейшего развития перерабатывающих отраслей потребление плавикового шпата будет расти примерно на 3,01 т/т в год в период с 2019 по 2030 год, достигнув 5,679 млн тонн к 2030 году.
Рекомендации для китайской фторхимической промышленности включают усиление технологических исследований для создания высокотехнологичной продукции. При переработке флюоритовой руды в тонкодисперсный порошок, необходимый для химических реакций, измельчение в струйной мельнице обеспечивает значительные преимущества. Возможность получения ультратонкого флюоритового порошка с минимальным загрязнением и точным контролем частиц напрямую повышает эффективность и выход последующего производства плавиковой кислоты, формируя материальную основу для мощной и передовой фторхимической промышленности.
4. Пирофиллит
Пирофиллит — слоистый силикатный минерал, известный своей химической стабильностью, низким тепловым расширением, низкой теплопроводностью, низкой электропроводностью, высокими изоляционными свойствами, высокой температурой плавления и хорошей коррозионной стойкостью. Он является важным сырьем для производства функциональной керамики, такой как сверхтвёрдая керамика, сверхвысоковольтная электрокерамика, новые экологичные огнеупорные материалы, высокопрочные стекловолокна и сверхтвёрдые материалы (синтетический алмаз). Он также является важным материалом для новых источников энергии, таких как ветроэнергетика, лопатки турбин и новые функциональные материалы.
Для полного использования этих свойств в современных приложениях необходим точный контроль размера частиц. Технология измельчения в струйной мельнице превосходно подходит для переработки пирофиллита в мелкодисперсные порошки без добавления примесей. Это критически важно для производства высокопроизводительных стекловолокон и использования в качестве стабильной и надежной среды для передачи давления в производстве синтетических алмазов, где чистота и однородность материала имеют первостепенное значение.
(1) Применение в стратегически развивающихся отраслях:
Производство высокотехнологичного оборудования: Изделия из стекловолокна с пирофиллитом в качестве основного наполнителя используются в военной и аэрокосмической технике, а также в бронежилетах. Пирофиллитовые покрытия улучшают гладкость поверхности, белизну и впитываемость, что демонстрирует широкий потенциал применения в авиации и космонавтике.
Новая энергия: Важный материал для новой энергетики (ветроэнергетика, лопатки турбин) и новых функциональных материалов.
Информационные технологии нового поколения: Используется для производства оптических стекловолокон — ключевого материала в современных технологиях связи.
Новые материалы: Производство бесщелочных и среднещелочных стеклянных шариков для стекловолокна. Они используются в качестве среды, передающей давление, в процессах синтеза под высоким давлением, например, в производстве синтетических алмазов. Сырье для моющих средств и молекулярных сит.
Биология: Используется в качестве носителя пестицидов и инсектицидов.
(2) Состояние отрасли и будущие тенденции:
Стратегически развивающиеся отрасли промышленности в первую очередь используют высококачественный пирофиллит для производства высокопрочных стекловолокон и сверхтвёрдых материалов, таких как синтетические алмазы. Производство стекловолокна основано на пирофиллите, кварцевом песке и известняке, причём на долю пирофиллита приходится более 501 TP3T. Эти высокопрочные стекловолоконные изделия широко используются в таких развивающихся областях, как военная промышленность, аэрокосмическая промышленность, бронетехника и судостроение. Отраслевые прогнозы указывают на растущий спрос на пирофиллит, с предполагаемым ежегодным ростом 5,01 TP3T–7,01 TP3T в период с 2019 по 2030 год. Рекомендации включают в себя активизацию геологоразведочных работ для поиска высококачественного пирофиллита и обеспечения будущих поставок.
Для всех этих четырёх стратегических неметаллических минералов общим направлением повышения их ценности является внедрение передовых технологий переработки. Инвестиции в такие передовые методы переработки и их применение имеют основополагающее значение для укрепления всей производственной цепочки.
Эпический порошок
Поскольку эти стратегически важные минералы продолжают служить движущей силой новых технологий, спрос на точную и последовательную обработку будет только расти. Эпическая Порошковая МашинаМы — ваш надёжный партнёр в этой области. Мы предлагаем передовые технологии струйного измельчения, необходимые для решения этих задач, и поддерживаем всю цепочку производства — от сырья до конечного применения.